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超疎水性表面の近くに水が流れる方法

水が超疎水性表面の近くを流れると、表面の強い水反復特性のためにユニークな特性を示します。これが起こることです:

1。接触角: 水滴と超疎水性表面の間の接触角は非常に高く、通常は150度を超えています。この高い接触角は、水滴が最小限の濡れ性を持ち、広がるのではなく表面に残るビーズを形成する傾向があることを示しています。

2。 Cassie-Baxter State: 超疎水性表面はしばしば、水滴が表面の浸水の間に閉じ込められた小さなエアポケットの上にあるタジーバクスター状態を示します。この空気層は、水と固体表面間の直接接触を防ぎ、接着を減らし、水の忌避を促進します。

3。表面接触の減少: 閉じ込められたエアポケットのため、水と接触している実際の表面積は大幅に減少します。これにより、「スリップ」効果が生成され、抵抗が低下して水滴が表面に簡単に滑ります。

4。セルフクリーニング特性: Cassie-Baxter状態は、超疎水性表面の自己洗浄特性を促進します。汚れの粒子と汚染物質は、エアポケットに閉じ込められている可能性が高く、水滴が表面から転がることで簡単に洗うことができます。

5。アンチアイングと脱氷: 超疎水性表面は、氷の接着と蓄積を減らすことができます。水滴は、表面から転がる球状ビーズを形成し、連続氷層の形成を防ぎます。このプロパティは、氷の形成を防ぐために、航空機の翼、フロントガラス、送電線など、さまざまな用途で価値があります。

6。ドラッグリダクション: 低い癒着と表面接触の減少は、超疎水性表面上の水滴の表面接触の減少により、液体流の抗力の減少につながる可能性があります。このプロパティは、効率を改善し、エネルギー消費を削減するために、マイクロ流体、船体、水道管の裏地で用途を見つけます。

7。マイクロドロップレット操作: 超疎水性表面は、マイクロドップレットを正確に制御できるようにし、液滴ベースのマイクロフルイディクス、ラボオンチップデバイス、インクジェット印刷などのアプリケーションで有用になります。

8。バイオミミクリー: 多くの超疎水性表面は、蓮の葉や蝶の翼などの自然の構造に触発されています。これらの表面は、水の忌避性を高める階層的なマイクロスケールとナノスケールの粗さを示します。

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